Метод атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС) основан на явлении селективного поглощения (абсорбции) резонансного излуче­ния определяемого элемента атомным паром исследуемого вещества. Принцип метода иллюстрирует рис 7.

Превращение анализируемой пробы из жидкого (или твердого) состояния в атомный пар происходит в атомизаторе. Пар вводится в аналитическую зону атомизатора, просвечиваемую источником излучения с линейчатым спектром изучаемого элемента.

Помехи, влияющие на результаты атомно-абсорбционного анализа. (Методы их учета)

Помехи, возникающие в ходе атомно-абсорбционного анализа почв и растений, можно подразделить на пять групп: 1) спектральные помехи; 2) фоновые помехи (неселективное поглощение); 3) ионизационные помехи; 4) помехи из-за различий физических свойств растворов; 5) химические помехи. Спектральные помехи обусловлены явлением поглощения излуче­ния не только резонансной линией определяемого элемента, но и атомами других элементов с близкой длиной волны. По сравнению с эмиссионным спектральным методом в атомно-абсорбционном анализе взаимное наложение спектральных линий элементов достаточно мало.

Неселективное поглощение излучения возникает в результате светорассеяния, молекулярного поглощения, а также поглощения пламенем или ЭТА. Светорассеяние и молекулярное поглощение происходят при неполной атомизации пробы и вызываются появлением в аналитической зоне твердых частиц и молекул основного вещества пробы. Собственное излучение ЭТА имеет спектр черного тела, для пламени характерно излучение со структурой молекулярного спектра.

Для учета спектральных помех и неселективного поглощения применяют так называемый корректор фона. В качестве корректора фона обычно используют оптическую схему со вспомогательным источником сплошного спектра - дейтериевой лампой. В последнее десятилетие широкое распространение получил метод коррекции фона, основанный на эффекте расщепления спектральных линий в магнитном поле (эффект Зеемана).

Ионизационные помехи вызваны снижением количества нейтраль­ных атомов в аналитической зоне атомизатора в результате превращения их в положительно заряженные ионы под действием температуры пламени. В этом случае интенсивность поглощения резонансного излучения существенно уменьшается. Данный вид помех имеет место при определении элементов с низкими потенциалами ионизации (щелочные и щелочноземельные элементы). Контролировать ионизацию в пламени можно путем добавления к растворам проб и стандартов избытка легкоионизируемых элементов. Обычно в качестве ионизационного буфера используют растворы солей цезия, лития и калия.

Помехи, возникающие из-за различий физических свойств растворов (вязкости, поверхностного натяжения и др.), можно контроли­ровать, максимально сближая состав (содержание солей, концентрация растворителей) растворов проб и стандартов. При невозможности нивелировать различия в составах следует использовать метод добавок.

Химические помехи обусловлены присутствием труднодиссоциируемых соединений определяемого элемента в аналитической зоне атомизации. В ряде случаев такие соединения могут образовываться непосредственно в пламени при распылении в него анализируемого раствора. В результате снижается количество свободных атомов, способных к поглощению резонансного излучения. Типичным проявлением химических помех является снижение абсорбции при определении в почве щелочноземельных элементов в присутствии фосфора, кремния, алюминия. Другим примером помех такого рода служит уменьшение сигнала поглощения при определении алюминия, молибдена, ванадия и др. в результате образования устойчивых окислов.

Приборы для рентгенофлуоресцентного анализа, как правило, полностью автоматизированы и обычно состоят из трех основных частей: физического блока, включающего рентгеновскую трубку и детектор возбужденного излучения; многоканального спектрометра и ЭВМ. которая управляет ходом анализа и обрабатывает данные.

Диапазон определяемых элементов - от натрия до урана.

Широкий диапазон проникающей способности рентгеновского первичного и вторичного излучения позволяют получить излучающие слои толщиной от целых до тысячных долей миллиметра. Элементы, содержащиеся в пробе, поглощают как первичное излучение - при проникновении его в образец-излучатель, так и вторичное - при выходе его из излучателя. Взаимодействие первичного и вторичного излучения с веществом излучателя определяет зависимость интенсивности аналити­ческих линий не только от содержания исследуемого элемента, но и от химического состава анализируемого образца. С этим связан основной недостаток метода - сильное влияние матрицы исследуемого образца на интенсивность линий вторичного рентгеновского спектра определяемых элементов.

Основные преимущества РФА перед другими аналитическими методами заключаются в возможности' автоматизированного экспрес­сного одновременного определения большого числа химических элементов от натрия до урана в широком диапазоне их концентраций от 0,000и до п %, в недеструктивном характере метода, в высокой воспроизводимости определений как высокого, так и низкого содержания элементов.

Использование результатов анатза . Рентгенофлуоресцентный метод все чаще применяют для анализа агрохимических и биологических объектов. Изучение химического состава почв, удобрений, растений и т.д. необходимо в целях обеспечения производства безопасной и полно­ценной сельскохозяйственной продукции. Рентгенофлуоресцентный анализ позволяет определять одновременно большинство макро- и микроэлементов, включая такие важные в агрохимии, как S, Р, С1, К, Са, Mg, Si, Al, Fe, Mn, Cu, Zn. Это один из самых экспрессных методов анализа. Производительность достигает 100 - 120 образцов за рабочий день.